کاربرد اسید کلریدریک در استخراج فلزات

کاربرد اسید کلریدریک در استخراج فلزات

اسید کلریدریک یکی از اسیدهای معدنی قوی، ضروری و بسیار پر کاربرد است. این اسید در صنایع شیمیایی، دارویی، تصفیه آب و فاضلاب، پتروشیمی، تولید کود و سموم کشاورزی و ... مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروکلریک اسید، در راستای اسید سولفوریک و اسید فسفریک در روش های جداسازی و استخراج نیز استفاده می شود. مهم ترین روش های استخراج و جداسازی شیمیایی که از اسید کلریدریک در ان استفاده می شود، جداسازی و استخراج یون های فلزی است.

هنگامی که صحبت از جداسازی و استخراج فلزات به میان می آید، تمام حوزه های علم و صنعت را شامل می شود. برای توضیح مفهوم فوق می توان اینگونه بیان نمود که استخراج فلزات به صورت یون های فلزی از محلول های آبی یا ترکیباتی مانند آب و فاضلاب، فلزات موجود در مواد غذایی، یون های فلزی موجود در قطعات یا پسماندهای الکترونیکی، فلزات موجود در سنگ معدن و مواردی از این قبیل، با استفاده از اسید کلریدریک و سایر اسیدهای قوی امکان پذیر است. روش های جداسازی و استخراج فلزات با استفاده از اسیدهای قوی مانند اسید کلریدریک ، در اصطلاح علم شیمی، استخراج با حلال نام دارد. در این روش ها، اساس کار مبتنی بر حل شدن انتخابی فلزات مختلف (مس، روی، آهن، سرب، کادمیوم، منگنز و ...) در اسید است. میزان حلالیت فلزات در اسید کلریدریک به عواملی نظیر اندازه یون فلزی، بار یون و تحرک یونی آن بستگی دارد. در حال حاضر، روش استخراج فلزات با استفاده از هیدروکلریک اسید، یکی از متداول ترین روش های جداسازی در معدن ها و کارخانه های بازیافت فلزات می باشد.

مروری بر استخراج فلزات مس و آهن توسط اسید کلریدریک در کانی معدنی کالکوپیریت

کانی معدنی کالکوپیریت، یکی از کانی هایی است که به طور طبیعی از معادن استخراج می شود. اتم های آهن، مس و گوگرد در ساختمان این کانی معدنی در مقادیر قابل توجهی یافت می شوند؛ بنابراین به عنوان یک منبع غنی از آهن و مس شناخته می شود و جداسازی و استخراج آن از اهمیت زیادی برخوردار است. علم استخراج حلال، به ویژه استخراج با اسیدهایی نظیر اسید کلریدریک در این مورد نیز به کمک صنعت می آید و موجب استحصال این فلزات از سنگ معدن می شود.

فلز مس در صنایع ریخته گری، تولید آلیاژها و ساخت قطعات الکترونیکی کاربرد فرآوان دارد؛ فلز آهن نیز در ریخته گری و تولید انواع آلیاژها و همچنین فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. اسید کلریدریک می تواند این دو فلز را تحت شرایط کنترل شده از سنگ معدن اصلی جداسازی نماید.

اهمیت استخراج فلزات در کانی کالکوپیریت با استفاده از اسید کلریدریک

اگر کانی کالکوپیریت را در معرض عوامل اکسید کننده بسیار قوی قرار دهیم، این ماده به ترکیبات سولفات مس، اکسید آهن III و گاز دی اکسید گوگرد تبدیل خواهد شد. در نگاه اول به نظر می رسد این روش، کارآمد و مؤثر است اما اگر دقیق تر به آن بنگریم متوجه خواهیم شد از نظر تجهیزات و شرایط واکنش ها، محدودیت های زیادی برای این روش استخراج وجود دارد. تولید گاز سمی گوگرددار، اولین عیب این روش است.

اکسیداسیون کانی فوق باید در شرایط دمایی و فشار بسیار بالا انجام شود، لذا این شرایط می تواند به دستگاه های اتوکلاوها و تجهیزات آن آسیب وارد کند و از طرف دیگر، توزیع محصولات از نظر نسبت جرمی و مولی نیز مختل می گردد.

با توجه به مشکلات فوق، بهترین روش برای استخراج فلزات از کانی معدنی استفاده از اسیدی مانند اسید کلریدریک است. در این روش از هیدروکلریک اسید با غلظت های مشخصی استفاده می شود. شرایط دمایی و حضور اکسنده ها نیز در طول استخراج، کنترل می گردد. میزان بازدهی استخراج فلز مس از کانی کالکوپیریت با استفاده از اسید کلریدریک، همزمان با افزایش غلظت اسید افزایش پیدا می کند.

پارامترهایی که در طول جداسازی و استخراج فلزات با استفاده از اسید کلریدریک اهمیت دارند عبارتند از دما، میزان و غلظت اسید، زمان استخراج، حضور عوامل اکسنده، تأثیر نمک های محلول، حضور یون مشترک، فعالیت یون فلزی و حضور گاز کلر.

به عنوان سخن پایانی باید بیان نمود که استخراج فلزات نه تنها برای کانی ها و سنگ های معدنی، بلکه برای سایر محصولاتی که حاوی مقادیر مختلفی یون های فلزی هستند کاربرد دارد. اسیدها بهترین حلال های استخراج فاز مایع است. بازدهی اسید کلریدریک و اسید سولفوریک در مقایسه با سایر اسیدها بهتر بوده است.